Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2020) – 128.41
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI – 0.5
Average rejection rate (2021) – 81.35%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2015, vol. 52, nr 4, October-December, p. 424–433

doi: 10.17219/dmp/59228

Publication type: original article

Language: Polish

Download citation:

  • BIBTEX (JabRef, Mendeley)
  • RIS (Papers, Reference Manager, RefWorks, Zotero)

Creative Commons BY-NC-ND 3.0 Open Access

Naprężenia skurczowe materiałów kompozytowych typu flow o zmodyfikowanej matrycy polimerowej

The Shrinkage Stress of Modified Flowable Dental Composites

Monika Domarecka1,A,B,C,D, Krzysztof Sokołowski2,B,C, Michał Krasowski3,B,C, Monika Łukomska-Szymańska1,C,E, Jerzy Sokołowski1,E,F

1 Zakład Stomatologii Ogólnej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, Łódź, Polska

2 Zakład Stomatologii Zachowawczej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, Łódź, Polska

3 Uczelniane Laboratorium Badań Materiałowych Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, Łódź, Polska

Streszczenie

Wprowadzenie. Wiązaniu materiałów kompozytowych towarzyszy skurcz polimeryzacyjny, który wywołuje naprężenia skurczowe w materiale i otaczających go tkankach zęba i jest przyczyną powikłań klinicznych. Podczas wykonywania wypełnień kompozytowych ważne jest ograniczenie naprężeń skurczowych powstających na granicy wypełnienie–tkanki zębów. W celu ograniczenia naprężeń generowanych przez sieciujący materiał kompozytowy proponuje się wykorzystanie nowo opracowanych materiałów kompozytowych o zmodyfikowanym składzie matrycy polimerowej. O wartości powstałych naprężeń decyduje wielkość skurczu polimeryzacyjnego, ale także sprężystość materiału kompozytowego. Nieliczne analizy oceniające naprężenia skurczowe powodowane przez materiały o zmienionej matrycy polimerowej skłoniły autorów do podjęcia badań w tym temacie.
Cel pracy. Ocena wartości naprężeń skurczowych powstających podczas polimeryzacji różnych materiałów kompozytowych typu flow o zmodyfikowanej matrycy polimerowej w porównaniu z półpłynnymi kompozytami o tradycyjnym składzie matrycy polimerowej.
Materiał i metody. W badaniach elastooptycznych na płytkach z optycznie czułej żywicy epoksydowej przeprowadzono elastooptyczne pomiary wielkości naprężeń zredukowanych oraz analizę stanu naprężeń wokół wykonanych wypełnień. Pomiary przeprowadzono z użyciem polaryskopu kołowego FL200/Gunt, wykorzystując do analizy komputerowy program Met-Ilo przeznaczony do ilościowej analizy obrazów. Na podstawie wzorów teorii sprężystości obliczono naprężenia spowodowane skurczem wypełnień kompozytowych.
Wyniki. W badaniach uzyskano różne wartości naprężeń generowanych przez poszczególne materiały kompozytowe. Oceniane materiały kompozytowe różniły się istotnie pod względem naprężeń skurczowych powstających podczas polimeryzacji. Najmniejsze naprężenia generowały materiały o zmodyfikowanym składzie matrycy polimerowej 4,7–8,4 MPa w porównaniu z kompozytami o tradycyjnym składzie matrycy 9,5–17 MPa.
Wnioski. Materiały kompozytowe o zmodyfikowanej matrycy polimerowej w porównaniu z materiałami o tradycyjnym składzie matrycy powodują mniejsze naprężenia skurczowe.

Abstract

Background. Resin composite polymerization is associated with shrinkage that causes shrinkage stress in material and surrounding tooth structure and results in clinical complications. During the placement of composite restoration, it is important to limit shrinkage stress generated at the composite-tooth structure interface. Recently developed composite resins with modified composition of polymer matrix may be indicated to limit stress generated by cross-linking composite resin. The generated stress is determined by the value of polymerization shrinkage and composite elasticity. Only few studies evaluating shrinkage stress generated by materials with modified polymer matrix are available, which encouraged the authors to convey studies in this area.
Objectives. The purpose of this study was to evaluate shrinkage stress generated during polymerization by different flowable composites with modified polymer matrix in comparison to semi-flowable composites with conventional composition of polymer matrix.
Material and Methods. Elasto-optic measurement of reduced stress value and analysis of stress around restorations were performed during elasto-optic studies on photosensitive epoxy resin plates. The measurements were obtained by means of circular polariscope FL200/Gunt and software Met-Ilo, used for quantitative analysis of images. Shrinkage stress of composite restoration was calculated based on the theory of elasticity formulas.
Results. Different values of stress generated by individual composite resin were obtained. The evaluated composites differed significantly in respect of shrinkage stress generated during polymerisation. The lowest stress generated materials with modified composition of polymer matrix (4.7–8.4 MPa) in comparison to composites with conventional polymer matrix (9.5–17 MPa).
Conclusion. Composites with modified polymer matrix in comparison to composites with conventional polymer matrix generated lower shrinkage stress.

Słowa kluczowe

półpłynne materiały kompozytowe, matryca polimerowa, skurcz polimeryzacyjny, naprężenia skurczowe

Key words

flowable dental composites, resin matrix, polymerisation shrinkage, shrinkage stress

References (30)

  1. Ferracane J.L.: Resin composite – state of the art. Dent. Mat. 2011, 27, 29–38.
  2. Alvarez-Gayosso C., Barceló-Santana F., Guerrero-Ibarra J., Sáez-Espínola G., Canseco-Martínez M.A.: Calculation of contraction rates due to shrinkage in light-cured composites. Dent. Mater. 2004, 20, 228–235.
  3. Davidson C.L., De Gee A.J.: Light-curing units, polymerization, and clinical implications. J. Adhes. Dent. 2000, 2, 167–173.
  4. Ferracane J.L., Mitchem J.C.: Relationship between composite contraction stress and leakage in class V cavities. Am. J. Dent. 2003, 16, 239–243.
  5. Chen M.Y., Manhart J., Hickel R., Kunzelmann K.H.: Polymerization contraction stress in light-cured packable composite resins. Dent. Mater. 2001, 17, 253–259.
  6. Braga R.R., Ferracane J.L.: Alternatives in polymerization contraction stress management. Crit. Rev. Oral Biol. Med. 2004, 15, 176–184.
  7. Aw T.C., Nicholls J.I.: Polymerization shrinkage of densely-filled resin composites. Oper. Dent. 2001, 26, 498–504.
  8. Price R.B., Rizkalla A.S., Hall G.C.: Effect of stepped light exposure on the volumetric polymerization shrinkage and bulk modulus of dental composites and an unfilled resin. Am. J. Dent. 2000, 13, 176–180.
  9. Karthick K., Sivakumar K., Geetha Priya P.R., Shankar S.: Polymerization shrinkage of composites – a review. JIADS, 2011, 2, 32–36.
  10. Lim B.S., Ferracane J.L., Sakaguchi R.L., Condon J.R.: Reduction of polymerization contraction stress for dental composites by two-step light-activation. Dent. Mater. 2002, 18, 436–444.
  11. Moszner N., Fischer U.K., Angermann J., Rheinberger V.: A partially aromatic urethane dimethacrylate as a new substitute for Bis-GMA in restorative composites. Dent. Mater. 2008, 24, 694–699.
  12. Eick J.D., Robinson S.J., Byerley T.J., Chappelow C.C.: Adhesives and nonshrinking dental resins of the future. Quintessence Int. 1993, 24, 632–640.
  13. Weinmann W., Thalacker C., Guggenberger R.: Siloranes in dental composites. Dent. Mater. 2005, 21, 68–74.
  14. Ernst C.P., Meyer G.R., Klocker K., Willershausen B.: Determination of polymerization shrinkage stress by means of a photoelastic investigation. Dent. Mater. 2004, 20, 313–321.
  15. Pitei M.L.: Low-shrink composite resins: a review of their history, strategies for managing shrinkage, and clinical significance. Compend. Contin. Educ. Dent. 2013, 34, 578–590.
  16. Timoschenko S.: Teoria sprężystości. Arkady, Warszawa, 1962, 69–71, 79–80.
  17. Alshali R.Z., Salim N.A., Sung R., Satterthwaite J.D., Silikas N.: Qualitative and quantitative characterization of monomers of uncured bulk-fill and conventional resin-composites using liquid chromatography/mass spectrometry. Dent. Mater. 2015, 31, 711–720.
  18. Jin X., Bertrand S., Hammesfahr P.: New radically polymerizable resins with remarkably low curing stress. J. Dent. Res. 2009, 88, 1651.
  19. Giovannetti A., Goracci C., Vichi A., Chieffi N., Polimeni A., Ferrari M.: Post retentive ability of a new resin composite with low stress behavior. J. Dent. 2012, 40, 322 –328.
  20. Domarecka M., Sokołowska A., Szynkowska M.I., Sokołowski K., Sokołowski J., Łukomska-Szymańska M.: Some properties of flowable low-shrinkage dental composites. Przem. Chem. 2014, 93, 775–778 [in Polish].
  21. Ilie N., Kunzelmann K.H., Hickel R.: Evaluation of micro-tensile bond strengths of composite materials in comparison to their polymerization shrinkage. Dent. Mater. 2006, 22, 593–601.
  22. Boaro L.C., Goncalves F., Guimarăes T.C., Ferracane J.L., Versluis A., Braga R.R.: Polymerization stress, shrinkage and elastic modulus of current low-shrinkage restorative composites. Dent. Mater. 2010, 26, 1144–1150.
  23. Cadenaro M., Codan B., Navarra C.O., Marchesi G., Turco G., Di Lenarda R., Breschi L.: Contraction stress, elastic modulus, and degree of conversion of three flowable composites. Eur. J. Oral Sci. 2011, 119, 241–245.
  24. Tiba A., Zeller G.G., Estrich C.G., Hong A.: A laboratory evaluation of bulk-fill versus traditional multi-incrementfill resin-based composites. ADA Professional Product Review 2013, 8, 3, 13–25.
  25. Cadenaro M., Marchesi G., Antoniolli F., Davidson C., De Stefano Dorigo E., Breschi L.: Flowability of composites is no guarantee for contraction stress reduction. Dent. Mater. 2009, 25, 649–654.
  26. Conte N.R. Jr, Goodchild J.H.: Flowable composite resins: do they decrease microleakage and shrinkage stress? Compend. Contin. Educ. Dent. 2013, 34, Spec. 4, 1–6.
  27. Cramer N.B., Stansbury W.J., Bowman C.N.: Recent advances and developments in composite dental restorative materials. J. Dent. Res. 2011, 90, 402–416.
  28. Ishikiriama S.K., Valeretto T.M., Franco E.,B., Mondelli R.F.L.: The influence of “c-factor” and light activation technique on polymerization contraction forces of resin composite. J. Appl. Oral Sci. 2012, 20, 603–606.
  29. Pires-de-Souza F.C., Drubi Filho B., Casemiro L.A., Garcia Lda F., Consani S.: Polymerization shrinkage stress of composites photoactivated by different light sources. Braz. Dent. J. 2009, 20, 319–324.
  30. Hegde M.N., Bhandary S.: An evaluation and comparison of shear bond strength of composite resin to dentin, using newer dentin bonding agents. J. Conserv. Dent. 2008, 11, 71–75.